1.随着船舶工业的不断发展，智能船舶、智能机舱等先进理念不断在船舶领域应用，同时也对现代船舶电气系统提出更高的要求。由于船舶常在高盐高湿环境下工作，船舶电力系统绝缘层故障发生率较高，因此为了船舶的安全运行，研究一种能够实时监测船舶电网绝缘状态并及时进行故障定位的系统十分必要
国产很多厂家推出的绝缘监测，但仍存在受泄漏电容的影响较大、测量范围较窄和故障定位不易查找等缺点。为此，本文设计一种绝缘监测装置，向船舶电网电缆导体上注入某一特定频率的交流电压，利用软硬件滤波算法等技术测量出等效接地点相应频率响应电流，计算出电网绝缘等效阻抗即系统的等效绝缘电阻和系统对地泄漏电容等，并通过安装在不同回路的环形互感器检测获取与绝缘监测装置注入信号成正比的信号，最终通过综合分析比较可实现对故障回路的快速自动定位。
在传统船舶电力系统中，普遍使用中性点不接地方式来减小电力系统接地短路时的过载电流，使系统三相电力保持平衡，从而保证系统的安全，并保持系统供电的稳定性与持续性。但是，一旦出现了电力系统绝缘层短路故障，定位只能通过人工对系统负载电缆进行排除，这样大大增加了短路排除时间，又有很大的安全隐患。同时，随着船舶体积增大，电力系统供电容量也迅速扩大，电路越加复杂，就更加增加了排查故障的时间，因此中性点不接地已经越来越不能满足现代船舶的安全要求
2.现代科考船安装有大功率变频器和精密科考仪器，日趋严重的电网谐波和日益增长的洁净电源需求形成严重矛盾；同时为了保障科考任务正常进行，实验室供电的连续性和安全性越发重要。为了向实验室设备提供洁净、连续、安全电源，本文分析了隔离变压器、电机-发电机组、UPS等设备的工作原理，介绍了电缆的选型、敷设、接地等的原则：有利于提高电网抗干扰性、连续性和安全性。并对普通隔离变压器、电机-发电机组、UPS的抗干扰性能进行了测试和对比：电机-发电机组输出的谐波最小，普通隔离变压器输出的谐波最大，科考UPS输出的谐波和电机-发电机组相近，因同时具有低谐波、不间断供电的特点，在实验室供电上具有优势。
科考船能够使科学工作者直接应用专门仪器观测海洋、采集样品和研究海洋，具有多学科、多功能、多技术的特色。而船舶电力系统属于小型孤岛电网，容量较小，运行工况复杂，易受负荷运行变化影响，抗干扰能力弱。为了确保科考船精确、实时和连续地采集和处理数据，除了要求船舶搭载的探测设备和仪器具有专业性和精密性外，还要求船舶提供洁净、连续、安全的供电。目前科考船电能质量存在的主要问题有：1）电网谐波和电磁干扰：现代科考船大多是综合电力推进船舶，安装有大功率变频动力设备，谐波的大量注入会带来严重的电能质量问题，极大影响电力系统装置、乃至整个电力系统的安全、稳定运行[1]。尤其是谐波和电磁干扰被传输到实验室电网后，可降低精密仪器测量和处理数据的精度，影响作业的效率，甚至导致经济损失。2）电网波动和中断：船舶上大型电机起动时电网会出现电压、电流的波动，严重时可导致电网中断。科考船实验室作为数据的采集、分析和处理中心，不能因电源的中断而导致重要数据的丢失；即使在电源设备检修维护期间，科考工作也应保持正常进行。供电系统应具有冗余性和可维护性：3）电网故障和安全：船舶上最常见的故障为接地故障，如不及时排除可能会发展成短路故障，引起全船失电、船舶失去动力甚至产生火灾等后果，必须采取有效措施进行风险预防，提升故障排除效率，提高电网安全可靠性。本文结合船舶电网和科考设备的特点，基于向其科考实验室设备提供洁净、连续、安全电源的原则，对供电基本方案进行归纳和总结，对科考船舶的设计具有参考作用。
3.舰船交流电网是船舶的大动脉，直接影响舰船的生命力及执行力。舰船环境条件较为恶劣，电网的绝缘易受损害，给舰船电气设备的正常运行带来极大的隐患。如果舰船电网绝缘缺乏有效的监测手段，绝缘状况将会持续恶化，造成供电系统故障或控制功能紊乱，尤其是在进出港或航行于危险航道时，极易酿成安全事故。因此，建立有效的舰船交流电网绝缘监测系统，及时消除安全隐患，对保障舰船安全尤为重要。2影响交流电网绝缘性能的因素舰船交流电网绝缘缺陷可分为两种：一种是分布性缺陷；另一种是集中性缺陷。一般而言，分布性缺陷的产生基本是因为过热、受潮、动力负荷以及长时间过电压的工作环境而造成机电设备整体绝缘性能下降。这种缺陷产生过程缓慢，但却具有普遍性；集中性缺陷主要是指绝缘缺陷集中于某一个或某几个部分或区域，如区域局部受潮、设备局部机械损伤等，这种缺陷发展快，因而危险性大。2.1环境因素舰船及其设备运行环境恶劣，长期运行于高盐、高温、高湿和油雾的海洋环境中，在这样的环境条件下霉菌容易大量繁殖，造成绝缘材料性能变差，甚至会使绝缘失效；绝缘材料表面对潮气的吸附，引起绝缘材料表面积聚粉尘、水蒸汽，在水和电场的作用下产生放电，破坏绝缘材料表面；而空气中的水分、氧气、化学尘埃和阳光辐射，会加速电气设备绝缘材料表面老化。舰船电气设备所处的工作环境普遍较差，机舱安装设备众多，正常航行时机舱温度高达45℃~50℃甚至更高，加上内部工作舱室通风不畅，在这样的环境下电气设备绝缘性能下降尤为严重；另一方面，舰船在大风浪中航行时，船体持续地摇摆、倾斜，甚至遭受海浪的猛烈冲击，船内设备也随之遭遇不同程度的震动。舰船内的主机、辅机和其他各种机械设备在正常运行中也不可避免地会产生不同程度的震动，从而导致机电设备及船上各种电缆都受到持续的冲击、震动，因而产生各种弯曲、拉伸、扭转、摩擦等物理形变，使绝缘材料遭到不断磨损和破坏。
舰船电网的安全运行是舰船安全航行的基础。在舰船航行过程中，船舶设备处于长期工作状态，由于温度、湿度、电压和频率不断变化而引起的发热、损耗，以及机械振动等因素都直接影响着绝缘电阻的高低，绝缘电阻随温度、湿度的升高而下降。绝缘性能的不断降低，严重威胁着舰船的航行安全，因此绝缘监测设备已成为舰船必备的设备
